我們在談到光源的顏色特性，特別是色溫時(shí)，常常會涉及到分布溫度、顏色溫度和相關(guān)色溫等幾個(gè)概念。對這些概念的含義，許多的朋友不是很清楚。本文對分布溫度、顏色溫度和相關(guān)色溫的含義及區(qū)別做了介紹。
光源有哪些顏色特性？
根據(jù)描述絕對黑體光譜分布特性的普朗克定律，可以計(jì)算出黑體對應(yīng)于某一溫度的光譜分布，并由此應(yīng)用 CIE 標(biāo)準(zhǔn)色度系統(tǒng)，獲得該溫度下黑體發(fā)光的三刺激值和色品坐標(biāo)，從而在色品圖上找到一個(gè)對應(yīng)的色品點(diǎn)。因此，對不同溫度的黑體，可以計(jì)算出一系列色品坐標(biāo)點(diǎn)，將這些對應(yīng)點(diǎn)在色品圖上連接起來，便形成一條弧形的溫度軌跡，稱為黑體（溫度）軌跡或普朗克軌跡（Planckian locus），如下圖所示。黑體軌跡上的各點(diǎn)代表不同溫度的黑體光色，當(dāng)溫度由1000K左右開始升高時(shí)，其顏色由紅向藍(lán)變化，所以人們就用黑體的溫度來表示其對應(yīng)的顏色。
實(shí)際上，理想的黑體是不存在的，而常見的實(shí)際輻射體并非黑體，其輻射本領(lǐng)比黑體小，稱為灰體。盡管理想的灰體也并不存在，但是在一定波長范圍內(nèi)，在一定近似程度下可以滿足灰體的條件。非黑體輻射的某些特性常?？梢杂煤隗w，輻射的相關(guān)性質(zhì)來近似地表示，而為了描述一般光源的顏色特性，引入了分布溫度、色溫和相關(guān)色溫等概念，它們的單位均為開爾文（K）。
光源的分布溫度（Td）：
當(dāng)輻射源在溫度T時(shí)的相對光譜輻射功率分布，與黑體在某一溫度Td時(shí)的相對光譜輻射功率分布相同時(shí)，稱該黑體的溫度Td為輻射源的分布溫度。由于光譜分布相同的光其顏色必定相同，所以，此時(shí)黑體與輻射源在CIE1931色品圖上的色品坐標(biāo)點(diǎn)一定是重合的。
當(dāng)然，實(shí)際的非黑體輻射源的輻射不可能與黑體的相對光譜輻射功率分布完全一致，但當(dāng)其誤差小于±5%或兩者的相對光譜輻射功率分布在很大部分上相同時(shí)，就可以用黑體的溫度T來表征該輻射源的分布溫度。
光源的顏色溫度（Tc）：
當(dāng)輻射源在溫度T時(shí)所呈現(xiàn)的顏色與黑體在某一溫度Tc時(shí)的顏色相同時(shí)，則將黑體的溫度Tc稱為該輻射源的顏色溫度（簡稱色溫）。
對于白熾燈等熱輻射源而言，由于其光譜分布與黑體比較接近，所以它們的色品坐標(biāo)點(diǎn)基本處于黑體軌跡上，可見色溫的概念能夠恰當(dāng)?shù)孛枋霭谉霟舻墓馍Ｒ话?，色溫高，表示藍(lán)、綠光的組分多些；色溫低，則橙、紅光的成分多些。另外，由于分布溫度對應(yīng)于輻射源的光譜分布，而光譜分布相同的光其顏色必定相同，因此分布溫度一定是色溫。
光源的相關(guān)色溫（Tcp）：
對于白熾燈以外的某些常用輻射源，其光譜分布與黑體相差較遠(yuǎn)，它們在溫度T時(shí)的相對光譜功率分布所決定的色品坐標(biāo)不一定準(zhǔn)確地落在色品圖的黑體溫度軌跡上，而在該軌跡的附近。這時(shí)，不能用前述的色溫來描述其顏色，而需要采用相關(guān)色溫的概念來表征和比較這類輻射源的光色特性。當(dāng)輻射源的顏色與黑體在某一溫度下的顏色最接近時(shí)，或者說兩者在色品圖上的坐標(biāo)點(diǎn)相距最小時(shí)，就可用該黑體的溫度來表示此輻射源的色溫，并稱之為該輻射源的相關(guān)色溫，通常用符號Tcp表示。
光源色溫和分布溫度的關(guān)系：
光源的色溫和分布溫度實(shí)際上是兩個(gè)完全不同的概念。對于分布溫度，不僅在可見光區(qū)，而對紅外區(qū)，紫外區(qū)也可能有意義，對色溫則只在可見光區(qū)有意義。一般地講，光源的色溫和可見光區(qū)的分布溫度在數(shù)值上是不同的，下文列出了幾種典型光源的相關(guān)色溫和分布溫度值：
鎢帶燈：相關(guān)色溫2060K；分布溫度2055K；
螺旋鎢絲燈：相關(guān)色溫2032K；分布溫度2030K；
碘鎢燈：相關(guān)色溫3048K；分布溫度3089K；
B光源：相關(guān)色溫4874K；分布溫度4651K；
C光源：相關(guān)色溫6774K；分布溫度6215K；
D65晝光：相關(guān)色溫6504K；分布溫度6205K；
E光源：相關(guān)色溫5455K；分布溫度5512K；
氙弧：相關(guān)色溫5689K；分布溫度5493K；
碳?。合嚓P(guān)色溫6344K；分布溫度6512K。
從上可以看出，CIE標(biāo)準(zhǔn)光源B，C，E，D65、氙弧，碳弧等，它們的相關(guān)色溫和分布溫度值有相當(dāng)大的區(qū)別、這是因?yàn)樗鼈兊南鄬庾V能量分布與黑體的有較大的差異。然而象白熾鎢絲燈這樣一類的光源，由于它的相對光譜能量分布與黑體的相差很小，因而它的相關(guān)色溫值與可見區(qū)的分布溫度相差也很小（碳，鎢燈除外），一般差別在2——5K左右。事實(shí)上，由于光譜能量分布測量誤差的存在，要區(qū)分這個(gè)差別也是沒有意義的。
光源色溫和相關(guān)色溫的關(guān)系：
光源的色溫是光源的顏色（即光色）與某一溫度下的黑體發(fā)射光的顏色相同，此時(shí)黑體的絕對溫度值。但當(dāng)光源發(fā)射光的顏色和黑體不同時(shí)，色溫的概念被擴(kuò)大到更一般的“相關(guān)色溫”的概念。在色溫和相關(guān)色溫的定義中，必須是對標(biāo)準(zhǔn)的色覺觀察者而言。因?yàn)椴煌纳X觀察者。特別是具有色覺缺陷的觀察者在評價(jià)時(shí)，將可能收到不同的結(jié)果。在相關(guān)色溫的定義中、必須規(guī)定出一個(gè)最合適的，為大家所公認(rèn)的均勻色度圖。對同一光源，由依據(jù)的均勻色度圖的不同，所求出的相關(guān)色溫也不同?，F(xiàn)規(guī)定用CIE1960UCS色度圖。在上述定義中，都包括了人眼的色覺特性，因此，色溫和相關(guān)色溫實(shí)際上是一個(gè)心理物理量。